日本語AIでPubMedを検索
IRLCマメ科植物全体のycf4プラスチド遺伝子の広範な調査。マメ科マメ科植物における遺伝子の進化、仮性化、遺伝子消失の遺伝子座と系統特異的な加速した進化速度を示すロバストな証拠
Extensive survey of the ycf4 plastid gene throughout the IRLC legumes: Robust evidence of its locus and lineage specific accelerated rate of evolution, pseudogenization and gene loss in the tribe Fabeae.
PMID: 32134967 PMCID: PMC7058334. DOI: 10.1371/journal.pone.0229846.
抄録
プラストーム（プラスチッドゲノム）のゲノム組織と遺伝子内容は、ほとんどの花き植物種の中で高度に保存されている。光合成を行う種では、プラストームのサイズの変化（大きさや遺伝子順序の変化）はまれであるが、種子植物のグループでは、サイズの変化、再配列、遺伝子/イントロンの損失などが見られる。マメ科（マメ科）、特にパピリオノイド亜科とマメ科の中で最大の系統である倒立リピート欠損群（IRLC）は、最も劇的な構造変化を示し、ゲノム進化のメカニズムを理解するための優れたモデルとなっている。IRLCは52の属と約4000種の種が7つの部族に分類されている。本研究では、IRLCの各部族の代表者を様々なハーブバリアやフィールドから採取した。光化学系Iの制御と組み立てに関与するycf4遺伝子は、他の部族に比べてFabeae部族では変動が大きいことがわかった。Fabeaeに属するLathyrus, Pisum, Vaviloviaの一部の種では、この遺伝子が欠失しているか、あるいは偽遺伝子であることがわかった。今回の研究は、ycf4遺伝子が正の選択を受けていることを示唆している。さらに、この遺伝子の急速な進化は、遺伝子座や系統に特異的であり、マメ科植物のIRLCに共通する特徴ではないことが示唆された。
The genome organization and gene content of plastome (plastid genome) are highly conserved among most flowering plant species. Plastome variation (in size and gene order) is rare in photosynthetic species but size variation, rearrangements and gene/intron losses is attributed to groups of seed plants. Fabaceae (legume family), in particular the subfamily Papilionoideae and the inverted repeat lacking clade (IRLC), a largest legume lineage, display the most dramatic and structural change which providing an excellent model for understanding of mechanisms of genomic evolution. The IRLC comprises 52 genera and ca 4000 species divided into seven tribes. In present study, we have sampled several representatives from each tribe across the IRLC from various herbaria and field. The ycf4 gene, which plays a role in regulating and assembly of photosystem I, is more variable in the tribe Fabeae than in other tribes. In certain species of Lathyrus, Pisum and Vavilovia, all belonging to Fabeae, the gene is either absent or a pseudogene. Our study suggests that ycf4 gene has undergone positive selection. Furthermore, the rapid evolution of the gene is locus and lineage specific and is not a shared character of the IRLC in legumes.